2020年中考物理电学综合习题及答案

2020年中考物理电学综合习题及答案

一、电磁学综合题

1．（4）若要使恒温箱的设定温度低于80℃，由图乙知道，热敏电阻的阻值R 1将增大，衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍需0.05A ，即要求控制电路中的总电阻不变，所以R 0的阻值必须调小。（2019·江苏中考模拟）某同学设计的一个温控电加热装置，原理如图所示，电压U ＝6V ，R t 为热敏电阻其阻值随加热环境温度的升高而增大。电磁铁线圈电阻不计，当线中的电流I ＞＝10mA 时，铁吸下与下触点A 接触；当I ＜10mA 时，衔铁松开与B 触点接触，U 2＝220V ，R 1＝48.4Ω

（1）衔铁刚被吸下时，求R t 的阻值；

（2）仅需在线框内加一根导线，即可安现该电加热器具有加热和保温功能请用笔画线画出这根导线

（3）求该电加热器处于加热挡时的电功率

（4）若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%，求R 2的阻值

【答案】（1）600Ω（2）（3）1000W （4）435.6Ω

【解析】 【详解】

(1) 当线中的电流I >=10mA 时, 衔铁吸下,因此衔铁刚被吸下时，R t 的阻值为： R t =

1U I =36V

1010A

-?=600Ω; (2) 在线框内加一根导线，如图所示，衔铁吸下与下触点A 接触，电路中只有R 1，加热器处于加热状态，衔铁上触点B 接触，电路中R 1和R 2串联，加热器处于保温状态。

(3)该电加热器处于加热挡时的电功率:

P 加热=221U R =()2

22048.4Ω

V =1000W

(4) 若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%, 则电加热器的保温时功率为： P 保温= P 加热?10%=1000W ?10%=100W,

由P =2

U R

得，电加热器的保温时电路的总电阻为：

R 总=2U P 保温

=()2

220100W

V =484Ω,

则R 2的阻值为：

2．所以变阻器的总电阻：5541

101411

U U U U R R R I I I I =-=

-=-串。（2019·山东中考模拟）家庭电路示意图及原理图如图所示，用电压表测得进入某用户的电压为U 2＝220V ，如果该用户在某日18：00～19：00这个时间段有三个用电器同时工作，其中白炽灯标有“220V100W ”、电烙铁标有“220V800W ”，家中的电能表记录了这1h 的用电情况（见图）。请解答以下问题：

（1）该用户在这1h 内消耗的电能有多少？该电能表能否正常工作？（友情提示：要读出小数部分）

（2）空调器消耗的电功率有多大？ （3）通过用户保险丝的电流有多大？

（4）如果输电线路的总电阻（配电室到进户处）约为1.5Ω，假设配电室仅向该用户供电，要保证用户家里这三个用电器同时正常工作，配电室向线路输出的电压U 1约为多少

伏？

（5）若要求减少输电线损失的功率，用学过的知识分析说明可以采取的方法。 【答案】（1）4.4kW ?h （2）能（3）3.5kW （4）20A （5）250V （6）见解析 【解析】 【详解】

（1）由如图18：00时，电能表示数为132.1kW?h ，19：00电能表示数为136.5kW?h ， 所以该用户在这1h 内消耗的电能：W=136.5kW?h ﹣132.1kW?h=4.4kW?h ； 三个用电器的总功率为：44kW h 4400W 1h

W P t =

==； 该电能表允许接的用电器的总功率是 P=UI=220V×20A=4400W 因为4400W=4400W ，所以电能表能正常工作；

（2）由题电源电压220V ，家庭电路各用电器并联，所以三种用电器都正常工作， 所以空调的电功率：P 空调=4.4kW -0.1kW-0.8kW=3.5kW ； （3）此时用电器的总功率：P=4400W ， 由P=UI 可得通过保险丝的电流：

4400W

20A 220V

P I U =

==； （4）输电导线与用电器是串联的，要保证用户家里这三个用电器同时正常工作，则用电器两端电压为220V ；

根据U IR =得，导线电压：U 线=IR 线=20A×1.5Ω=30V ， 根据串联电路的电压特点，所以配电室向线路输出的电压： U 1=U 额+U 线=220V+30V=250V ；

3．（3）水吸收的热量为Q 吸＝c 水m △t ＝4.2×103

J/（kg?℃）×10kg×（100℃﹣20℃）＝

3.36×106J 。电能表转盘转3000r 饮水器消耗的电能为W ＝

2500r /3000r

kW h

?＝1.2kW?h ＝

1.2×3.6×106

J ＝4.32×106

J 。则饮水器的热效率为η＝Q W 吸＝66

3.3610J

4.3210J

??=77.8%。（2019·湖南中考模拟）在2018年BIRTV “无人机系统与电视传媒应用峰会”上，中国航空工业发展研究中心副总工程师吴强发表了以“新闻报道中无人机的使用和趋势”的演讲，从应用和技术两个角度详细阐述了无人机的使用情况和发展趋势。

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。地面或母机遥控站人员通过雷达等设备对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。可在无线电遥控下像普通飞机一样起飞或用助推火箭发射升空，也可由母机带到空中投放飞行。回收时，可用与普通飞机着陆过程一样的方式自动着陆，也可通过遥控用降落伞或拦网回收。

与载人飞机相比，无人机具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点，备受世界各国军队的青睐。它将与孕育中的武库舰、无人驾驶坦克、机器人士兵、计算机病毒武器、天基武器、激光武器等一道，成为21世纪陆战、海战、空

战、天战舞台上的重要角色，对未来的军事斗争造成较为深远的影响。

有专家预言：“未来的空战，将是具有隐身特性的无人驾驶飞行器与防空武器之间的作战。”但是，由于无人驾驶飞机还是军事研究领域的新生事物，实战经验少，各项技术不够完善，使其作战应用还只局限于高空电子照相侦察等有限技术，并未完全发挥出应有的巨大战场影响力和战斗力。根据实战的检验和未来作战的需要，无人驾驶飞机将在更多方面得到更快的发展。

（1）无人机螺旋桨一旋转，便能上升，其工作原理是： _______；使它上升的力的施力物体是___。

（2）无人机照相时，拍到大海的局部调整为拍全景，应_______（选填“增大”或“减小”）物距。

（3）根据文中的介绍，请提出一个与物理知识相关的问题，并作出正确的回答。

提问： ______？回答：__________。

【答案】无人机螺旋桨在旋转的同时受到空气给它的反作用力空气增大无人机在加速升空的过程中，机械能如何变化无人机在加速升空过程中质量不变，速度增大，高度增加，机械能增大

【解析】

【详解】

（1）无人机螺旋桨一旋转，便能上升，是因为物体间力的作用是相互的，无人机螺旋桨在旋转的同时受到空气给它的反作用力；因此，使它上升的力的施力物体是空气。

（2）无人机照相时，拍到大海的局部调整为拍全景，说明像变小了，由凸透镜成像规律可知，应增大物距，这样像距变小，像变小，才能拍到全景。

（3）文中涉及的物理知识相关的问题有：无人机在加速升空的过程中，机械能如何变化？答：无人机在加速升空过程中质量不变，速度增大，高度增加，机械能增大。

4．（4）使用时把悬挂在绳子末端的重物提至灯的顶端，因此悬挂的高度有一定的局限性。同时，功率小；供电时间短；不能持续供电。（2019·广东中考模拟）阅读材料，回答问题

“翼龙”无人机“翼龙”无人机是由中航工业成都飞机设计研究所研制的多用途无人机，是中国无人机制造领域

“当家明星”。上表为其部分技术参数。该无人机具备全自主平台，可广泛应用于如灾情监视、军事活动等科学研究领域。

（1）无人机机身表面采用的复合材料受力不易形变，说明该材料的_____较大；无人机将灾情监视、军事活动等信息通过_____（选填“超声波”或“电磁波”）及时传达到指挥中心。

（2）翼龙无人机满载燃油，并以最大载荷量停在水平跑道上，此时无人机轮胎与地面接触的总面积为0.04m2．则无人机对水平跑道的压强为_____Pa，当无人机起飞后在额定功率下沿水平方向正常巡航时，所受的阻力为_____N．（g取10N/kg）

（3）活塞式发动机是无人机的核心部件，为了确保无人机的飞行速度不超过最大值，工程师给发动机装上了能控制油门大小的限速器，其简化电路如图乙所示，其中R的阻值随飞行速度的变化如图丙所示。若电源电压为12V，R0的阻值为20Ω，当无人机达到最大飞行速度时，R0的电功率是_____W。（电磁铁电阻不计）

（4）某次军事演习时，无人机水平向右做匀速直线运动的过程中，间隔相同时间从飞机上依次自由释放编号为①②③的三个相同物体。不计空气阻力，则以下四图中能正确表示物体着地位置的是_____。

【答案】硬度电磁波 4×105 1.5×103 3.2 A

【解析】

【详解】

（1）无人机机身表面采用的复合材料受力不易形变，说明该材料的硬度较大，无人机将灾情监视、军事活动等信息通过电磁波及时传达到指挥中心。

（2）无人机满载燃油，并以最大载荷量停在水平跑道上时：

F＝G总＝G+G载+G油＝（1.1×103kg+200kg+300kg）×10N/kg＝1.6×104N；

水平跑道的压强：

p＝F

S

＝

G

S

总=

4

2

1.610N

0.04m

?

=4?105Pa；

当无人机起飞后在额定功率下沿水平方向正常巡航时，180km/h＝50m/s，由P＝Fv得：所受阻力

f=F＝P

v

＝

4

7.510W

50m/s

?

＝1.5×103N；

（3）当无人机达到最大飞行速度时，知R＝10Ω，R、R0串联，

I＝U

R

＝

12V

20Ω10Ω

+

＝0.4A

P＝UI＝I2R＝（0.4A）2×20Ω＝3.2W；

5．（2019·江苏中考模拟）阅读短文，回答问题

观光电梯

电梯是一种用于多层建筑乘人或载物的运输工具．电梯的简易结构如图甲所示，电梯轿厢和配重分别挂在主电动机的两侧，在电梯半载时，轿厢总重和配重的重力基本相等．满载上升时，主电动机提供动力，驱动轿厢．

如图乙所示，为某商业大厦安装的观光电梯，其相关参数如下表．为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如图丙所示，控制电路的电源电压U为12V，压力传感器的电阻R与所受压力F的关系图像如图丁所示，电磁继电器阻值可忽略．当电流大于 0.2A 时，会启动警报系统，同时无论如何按压电梯控制器，门电动机均不工作．此外，电梯需经常保养，“运行频次比ω ”是电梯养护的重要指标，ω一般用电梯每天平均待机时间与运行时间之比来表示．

（1）为便于观光，电梯的外壁采用玻璃材料，主要是因为玻璃有较好的____性，该观光电梯配重的重力约为____N．

（2）下列有关该电梯的说法中，正确的是____ .

A．主电机与钢丝绳之间的摩擦为有害摩擦

B．超载自动报警系统中电磁铁的右端为S极

C．电梯满载上行时，电动机需顺时针转动

D．报警电铃的工作原理是电磁感应

（3）乙图中，当站在上升的B电梯里的乘客看到 A 电梯在上升，则可推知 A电梯在

______且速度__（大于/小于/等于）B电梯的速度．

（4）控制电路中R0=____Ω ．若使用一段时间，电梯未满载就报警，则说明 R0 的阻值变____（大/小）．

（5）该商业大厦每天营业时间为 12h，设电梯均在额定功率下运行．经测算，该观光电梯平均每天耗电72kW?h，则该观光电梯的“运行频次比”ω=____（结果写成小数形式）.

【答案】透光性 7000 C 上升大于 20 小 3.8

【解析】

【详解】

(1)乘客在随电梯竖直上升的过程中，可透过玻璃欣赏到楼外美丽的城市景色，

所以为便于观光，电梯的外壁采用玻璃材料，主要是因为玻璃有较好的透光性。

轿厢的重力：G轿厢=mg=500kg×10N/kg=5000N，

电梯半载时：G半载=1

2

G最大=

1

2

×4000N=2000N，

由题意知，配重的重力：

G配=G轿厢+G半载=5000N+2000N=7000N，

(2)A、主电机与钢丝绳之间的摩擦使钢丝绳上升，该摩擦属于有益摩擦，故A错误；

B. 超载自动报警系统报警时，电流从电磁铁的右端导线流入，利用安培定则判断出电磁铁的右端为N极，左端为S极，故B错误；

C. 电梯满载上行时，钢丝绳对轿厢由向上的拉力，所以电动机需顺时针转动对其产生向上的摩擦力，故C正确；

D. 报警电铃的工作原理是电的磁效应，故D错误。

(3)当站在上升的B电梯里的乘客看到A电梯在上升，此时B电梯里的乘客以自己的电梯为参照物，

可推知A电梯在上升，且速度大于B电梯的速度。

(4) 当电梯刚好满载时,即压力传感器所受压力F=G最大=4000N.

由图象可知，压力传感器的电阻R=40Ω，

由欧姆定律得，电路总电阻：R总=U

I

=

12V

0.2A

=60Ω，

根据串联电路电阻特点可知,R0的阻值：

R0=R总?R=60Ω?40Ω=20Ω，

当电梯未满载时，压力传感器所受压力变小，由图象可知，压力传感器的电阻变大，

由于电梯报警时的电流和电源电压不变,根据R总=U

I

可知,电路总电阻不变,则说明R0的阻

值变小。

(5)由P=W

t

得，电梯运行消耗的电能：

W运行=P额t运行=25kW×t运行，

电梯待机消耗的电能：

W待机=P待机t待机=1kW×t待机，

则电梯平均每天消耗的电能：

W=W运行+W待机,即：25kW×t运行+1kW×t待机=72kW?h???①

t运行+t待机=12h???②

联立①②可解得：t运行=2.5h,t待机=9.5h；

则该观光电梯的“运行频次比”：

6．指示灯交替工作10min整个电路消耗的电能：W=(W1+W2)×=(1.2J+3J)×400=1680J.（2019·江苏中考模拟）有一种测量体重的电子秤，原理如图所示，其中有踏板、压力杠杆ABO、压力传感器R（电阻值与所受压力的关系如下表所示）、显示体重大小的仪表A（实质是小量程电流表）。若AO：BO＝4：1，压力传感器R表面能承受的最大压强为

2×106Pa。

设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8V。

（1）踏板空载时，电流表示数是_____A；

（2）若压杆与压力传感器之间的接触面积是2×10﹣4m2，该秤的最大称量值是_____N。（3）人的体重G＝720N时，电流表的示数为_____A。

【答案】0.016 1600 0.025

【解析】

【详解】

（1）由图知道，该电路为压力传感器R的简单电路，已知压力传感器两端的电压恒为4.8V，

踏板空载时，压力传感器的电阻为300欧，则此时电流表的读数：I ＝ 4.8V 300Ω

U R =＝0.016A ； （2）由p ＝F S

知道，压力传感器R 表面能承受的最大压力是：F ＝pS ＝2×106Pa×2×10﹣4m 2

＝400N ，

由杠杆平衡条件知道，F ×AO ＝G ×BO ， 所以，该秤的最大称量值是：G 最大＝F ×AO BO ＝400N×4

1

＝1600N ； （3）由于人的体重是：G ＝720N 时，

由杠杆平衡条件知道，此时压力传感器受到的压力是：F ′＝?G OB OA ＝720N×1

4

＝180N ， 由表格数据知道，压力每增加50N ，电阻减小30Ω，即

50N 5

30Ω3

=N/Ω， 所以，传感器受到的压力为180N 时，其电阻是：R ′＝300Ω﹣180N

5N /Ω3

＝192Ω，

7．

6

112233800W 1260s 800W 1060s 300W 560s 1.14610J

W Pt P t Pt =++=??+??+??=?。（2019·上海中考模拟）如图（a ）所示电路，电源电压为12伏且不变，R 1的阻值为20欧，滑动变阻器R 2是规格为“20欧 3安”和“60欧 2安”中的一个，闭合开关S 后。

①求通过R 1的电流I 1。____

②求10秒内电流通过R 1做的功W 1。____

③若将一个表盘如图（b ）所示的完好的电流表接入电路某处，在电路安全工作的情况下，移动变阻器的滑片P ，使电路消耗的最大功率与最小功率的比值最大。

（a ）请判断符合上述要求所用变阻器的规格是______；电流表连接在______(选填“a”、“b”、“a 或b”)处。

（b ）求此功率的最大值P 最大。______

【答案】0.6安 72焦 60欧 2安 a 或b 31.2瓦 【解析】 【详解】

①由电路图可知，电阻R 1、R 2并联，根据欧姆定律U

I R

=可得， 通过R 1的电流1112V 0.6A 20Ω

U I R =

==。 ②10秒内电流通过R 1做的功1112V 0.6A 10s 72J W UI t ==??=。

③闭合开关S ，电阻R 1、R 2并联，由并联电路的特点可知，移动变阻器的滑片P 时，通过R 1的电流保持0.6A 不变。在电路安全工作的情况下，要使电路消耗的最大功率与最小功率的比值最大，则电路中的最大电流与最小电流的比值最大。

若将“20Ω 3A”的变阻器接入电路中，通过R 2的电流最大为3A ，如果电流表接在（a ）处，在电路安全工作的情况下，电流不能超过电流表的量程，则电路中最大电流I 大=3A ；通过R 2的电流最小为2212V 0.6A 20Ω

U I R =

==，电路中最小电流I 小=0.6A+0.6A=1.2A ；因此电路中的最大电流与最小电流的比值为

3A?

2.51.2A

I I =

=大小

。 若将“60Ω 2A”的变阻器接入电路中，通过R 2’

的电流最大为2A ，则电路中最大电流I 大

’

=2A+0.6A=2.6A ；通过

R 2’的电流最小为'

2

'

212V 0.2A 60Ω

U I R =

==，电路中最小电流I 小’

=0.2A+0.6A=0.8A ；因此电路中的最大电流与最小电流的比值为'' 2.6A? 3.250.8A

I I ==大小。 因此，符合上述要求所用变阻器的规格是“60Ω 2A”；因为图（b ）电流表的最大量程为0~3A ，题中干路电流和支路电流均小于3A ，所以电流表连接在a 或b 处。

8．（2）从图中和表中数据可知，2021年地磁S 极的经度在160°E -170°E 之间，大约166°E ，2007年纬度在84°N ，2021年地磁S 极的纬度高于84°N ，从图中可知大约在87 °N 。故B 符合题意。（2019·西安行知中学中考模拟）市场上有一种电热水机，如图所示是饮水机的简化电路图，S 是温控开关，R 1是调节电阻，其阻值为176Ω，R 2是供热的电阻丝，它有高低两个挡位。饮水机的铭牌参数如图所示。求：

（1）电热水机工作时，将_____能转化为_____能。 （2）R 2的阻值是多少________？

（3）某次用低挡位工作时，需要将质量为1kg ，初温12℃的水在一标准大气压下烧开，需

要加热多长时间？（不计热损失，c 水＝4.2×103

J/（kg ℃）________

（4）由（3）中计算可知，用低温挡把水烧开时，时间太长，想要缩短时间，那么在保证

高温挡功率不变的情况下，如何对原电路进行改造？（只说明改变电阻的做法，不用计算）_________

【答案】电 内 44Ω 840s 给R 1并联一个电阻R 3即可 【解析】 【详解】

（1）电热水机工作时，是将电能转化为内能，主要利用了电流的热效应。

（2）当温控开关S 闭合时，电阻R 1被短路，只有加热电阻R 2接入电路，饮水机处于加热

状态，由2

U P R =得R 2的阻值：222(220V)=44Ω1100W U R P 加热

==， （3）当S 断开时，R 1与R 2串联，电路中的总电阻最大，总功率最小，饮水机处于保温状态（低挡位），因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，此时电路中的电流：

12220V

=1A 176Ω+44Ω

U I R R =

=+，

则电热饮水机的保温功率（即加热电阻R 2消耗的功率）：

22

2

1A 44Ω44W P I R ?保温保温＝＝（）＝。 一标准大气压下，水的沸点t ＝100℃，把水烧开，水吸收的热量：

350 4.210J/kg 1kg 10012 3.69610J Q c m t t ????-?水＝（﹣）＝（℃）（℃℃）＝。

不计热损失，饮水机消耗的电能：5

3.69610J W Q ?＝＝ ，

由W

P t

=知，饮水机需要加热的时间：53.69610J ==840s 44W W t P ?=保温； （4）用低温挡把水烧开时，时间太长，想要缩短时间，在保证高温挡功率不变的情况下，需要增大R 2的功率，需增大电流，需减小总电阻，则应给R 1并联一个电阻R 3即可。